特許 5736426 マルチディスク変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5736426

(24)【登録日】2015年4月24日

(45)【発行日】2015年6月17日

(54)【発明の名称】マルチディスク変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 15/14 20060101AFI20150528BHJP

【ＦＩ】

   F16H15/14

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-197193(P2013-197193)

(22)【出願日】2013年9月24日

(65)【公開番号】特開2015-64027(P2015-64027A)

(43)【公開日】2015年4月9日

【審査請求日】2014年3月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231350

【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】松原 良太郎

(72)【発明者】

【氏名】豊原 耕平

【審査官】 中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０５３９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６０００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６０００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０１８１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭３５−００６２５８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 実公昭１３−０１０６２８（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 仏国特許発明第６０５０５０（ＦＲ，Ａ）

【文献】 仏国特許発明第７３９６５８（ＦＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチディスク変速機であって、
動力源からの回転が入力される入力軸と、
前記入力軸に対して平行に配置される出力軸と、
前記入力軸に設けられるプライマリディスクと、
前記出力軸に設けられ、前記プライマリディスクと重なり合うディスク重合領域を有するセカンダリディスクと、
前記ディスク重合領域において前記プライマリディスク及び前記セカンダリディスクを挟んで両側に配置される一対の押付ローラと、
前記一対の押付ローラをそれぞれ回転自在に支持する一対のローラ支持部と、
前記一対の押付ローラが前記プライマリディスク及び前記セカンダリディスクに接触する位置よりも前記プライマリディスクと前記セカンダリディスクとが重合を開始する位置側において前記プライマリディスクと前記セカンダリディスクのディスク面に直交する揺動軸を中心として前記一対のローラ支持部をそれぞれ揺動可能に支持する一対のトラニオンと、
前記一対のトラニオンをそれぞれ前記プライマリディスク及び前記セカンダリディスクに近づく方向に変位させて前記一対の押付ローラをそれぞれ前記プライマリディスク及び前記セカンダリディスクに押し付ける押付機構と、
前記一対のトラニオンを前記入力軸と前記出力軸との間で移動させる変速アクチュエータと、
を備えたことを特徴とするマルチディスク変速機。

【請求項2】

請求項１に記載のマルチディスク変速機であって、
前記一対のトラニオンはそれぞれ前記一対のローラ支持部の最大揺動角度を規制するストッパを有する、
ことを特徴とするマルチディスク変速機。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のマルチディスク変速機であって、
前記入力軸と前記出力軸とを結ぶ軸連結線に対して平行移動可能な一対のトラニオン保持部を備え、
前記一対のトラニオンの前記プライマリディスクと前記セカンダリディスクとが重合を終了する側の端面に前記一対のトラニオン保持部がそれぞれ連結され、前記端面と前記一対のトラニオン保持部との間にそれぞれ着脱可能なシムが介装される、
ことを特徴とするマルチディスク変速機。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一つに記載のマルチディスク変速機であって、
前記入力軸と前記出力軸とを結ぶ軸連結線に対して平行移動可能な一対のトラニオン保持部を備え、
前記一対のトラニオンの前記ディスク面に対向する面に前記一対のトラニオン保持部がそれぞれ連結され、前記ディスク面に対向する面と前記一対のトラニオン保持部との間にそれぞれ着脱可能なシムが介装される、
ことを特徴とするマルチディスク変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マルチディスク変速機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、入力軸に設けられたプライマリディスクと出力軸に設けられたセカンダリディスクとを部分的に重ね合わせてディスク重合領域を設け、この領域で両ディスクを一対の押付ローラで挟んで接触させることで、入力軸の回転を出力軸に伝達するマルチディスク変速機が開示されている。

【0003】

マルチディスク変速機においては、一対の押付ローラが両ディスクを挟む位置を変更することによって変速が実現され、両ディスクを挟む位置を、入力軸に近づければ変速比がＬｏｗ側（変速比大側）に変化し、出力軸に近づければ変速比がＨｉｇｈ側（変速比小側）に変化する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−５３９９５号公報

【発明の概要】

【0005】

特許文献１に開示されるマルチディスク変速機においては、押付ローラを移動枠に回転自在に支持し、移動枠を入力軸と出力軸とを結ぶ軸連結線に沿って移動させることで、一対の押付ローラが両ディスクを挟む位置を変更し、変速を実現している。

【0006】

しかしながら、寸法バラツキ等で押付ローラの回転軸と軸連結線とがずれると（図３Ａ参照）、押付ローラとディスクとが接触する部位におけるディスクの周速の方向と押付ローラの回転方向とのずれが大きくなり、このずれに起因するフリクションが押付ローラとディスクとの間に作用する。このようなフリクションは、変速機の伝達効率を低下させ、また、変速時に押付ローラを移動させるのに必要なエネルギーを増大させるので、好ましくない。

【0007】

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、寸法バラツキ等で押付ローラの回転軸と軸連結線とがずれることによる押付ローラとディスクとの間のフリクションの増大を抑えることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のある態様によれば、マルチディスク変速機であって、動力源からの回転が入力される入力軸と、前記入力軸に対して平行に配置される出力軸と、前記入力軸に設けられるプライマリディスクと、前記出力軸に設けられ、前記プライマリディスクと重なり合うディスク重合領域を有するセカンダリディスクと、前記ディスク重合領域において前記プライマリディスク及び前記セカンダリディスクを挟んで両側に配置される一対の押付ローラと、前記一対の押付ローラをそれぞれ回転自在に支持する一対のローラ支持部と、前記一対の押付ローラが前記プライマリディスク及び前記セカンダリディスクに接触する位置よりも前記プライマリディスクと前記セカンダリディスクとが重合を開始する位置側において前記プライマリディスクと前記セカンダリディスクのディスク面に直交する揺動軸を中心として前記一対のローラ支持部をそれぞれ揺動可能に支持する一対のトラニオンと、前記一対のトラニオンをそれぞれ前記プライマリディスク及び前記セカンダリディスクに近づく方向に変位させて前記一対の押付ローラをそれぞれ前記プライマリディスク及び前記セカンダリディスクに押し付ける押付機構と、前記一対のトラニオンを前記入力軸と前記出力軸との間で移動させる変速アクチュエータと、を備えたことを特徴とするマルチディスク変速機が提供される。

【発明の効果】

【0009】

上記態様によれば、寸法バラツキ等で押付ローラの回転軸が軸連結線からずれていても、ローラ支持部が揺動することで押付ローラが揺動し、押付ローラの回転軸がディスクの回転中心を向くので、接触部におけるディスクの周速の方向と押付ローラの回転方向とのずれが解消される。したがって、上記ずれに起因するフリクションが押付ローラとディスクとの間に作用することによる伝達効率の低下や変速時に押付ローラを移動させるのに必要なエネルギーの増大を抑えることができる。

【0010】

また、押付ローラは、揺動中心を中心として揺動するので、押付ローラの回転軸と軸連結線との距離は略一定に保たれる。したがって、押付ローラの回転軸と軸連結線との距離が増大することによる接触部におけるプライマリディスクの周速の方向とセカンダリディスクの周速の方向のずれの増大が抑えられ、スリップ率の増大、ひいては伝達効率の低下が抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】マルチディスク変速機を備えた車両の全体概略図である。

【図2】ディスク重合領域を示した図である。

【図3A】押付ローラの回転軸が軸連結線からずれた状態を示した図である。

【図3B】押付ローラが揺動して押付ローラの回転軸がディスクの回転中心と一致した状態を示した図である（押付ローラと軸連結線との距離小）。

【図3C】押付ローラが揺動して押付ローラの回転軸がディスクの回転中心と一致した状態を示した図である（押付ローラと軸連結線との距離大）。

【図4】ローラ支持構造を、入力軸及び出力軸の略軸方向からみた図である。

【図5】ローラ支持枠を押付ローラの略回転軸方向からみた図である。

【図6】トラニオンとトラニオン保持部との間に介装されるシムを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

【0013】

図１は、本発明の実施形態に係るマルチディスク変速機を備えた車両の全体概略図である。

【0014】

車両１は、動力源としてのエンジン２と、マルチディスク変速機（以下、変速機と言う。）３と、左右の駆動軸４、５と、左右の駆動輪６、７とを備える。

【0015】

変速機３は、変速機ケース９と、入力軸１０と、プライマリディスク１１と、セカンダリディスク１２と、押付ローラ１３と、出力軸１４と、乾式発進クラッチ１５と、リバースギア１６と、リバースアイドラギア１７と、出力ギア１８と、スリーブ１９と、ファイナルギア２０と、デファレンシャルギアユニット２１とを備える。

【0016】

入力軸１０はエンジン２と同軸に設けられ、出力軸１４は入力軸１０と平行に設けられる。入力軸１０及び出力軸１４はそれぞれ変速機ケース９に回転自在に支持される。

【0017】

プライマリディスク１１は、複数枚の円形のディスクで構成され、入力軸１０に固定される。同様に、セカンダリディスク１２は、複数枚の円形のディスクで構成され、出力軸１４に固定される。プライマリディスク１１とセカンダリディスク１２とは、互い違いに、かつ、両ディスク１１、１２が部分的に重なり合う領域（以下、「ディスク重合領域」という。）が形成されるように配置される（図２参照）。

【0018】

押付ローラ１３は、プライマリディスク１１及びセカンダリディスク１２を挟んで両側に配置され、ローラ支持枠２２に回転軸１３ｓ及びベアリング１３ｂを介して回転自在に支持されている。ローラ支持枠２２はトラニオン２３に対して揺動可能に連結されるが、これについては後述する。

【0019】

後述する押付機構２４（図４参照）からトラニオン２３に力を作用させると、トラニオン２３がプライマリディスク１１及びセカンダリディスク１２に近づく方向に変位し、トラニオン２３及びローラ支持枠２２を介して押付ローラ１３に力が作用し、押付ローラ１３がプライマリディスク１１及びセカンダリディスク１２に押し付けられる。これにより、プライマリディスク１１及びセカンダリディスク１２が弾性変形して接触し、入力軸１０の回転がプライマリディスク１１及びセカンダリディスク１２を介して出力軸１４に伝達される。

【0020】

トラニオン２３は、変速アクチュエータ３０によって、入力軸１０と出力軸１４とを結ぶ軸連結線Ｏ（図２参照）に沿って移動することができる。

【0021】

変速アクチュエータ３０は、送りネジ機構３１と、送りネジ機構３１の送りネジを回転させるモータ３２とで構成される。モータ３２を駆動してトラニオン２３を軸連結線Ｏに沿って移動させ、押付ローラ１３がプライマリディスク１１及びセカンダリディスク１２を挟む位置を入力軸１０側に変更すると、変速機３の変速比がＬｏｗ側（変速比大側）に変更され、逆に、出力軸１４側に変更すると変速機３の変速比がＨｉｇｈ側（変速比小側）に変更される。

【0022】

押付ローラ１３の回転軸１３ｓは、ディスク面に対して直交する方向から見た場合、図２に示すように、軸連結線Ｏ上に配置されるのが理想的である。これは、図３Ａに示すように押付ローラ１３の回転軸１３ｓが軸連結線Ｏからずれると、押付ローラ１３が接触するディスク（本実施形態ではセカンダリディスク１２）の押付ローラ１３との接触部における周速の方向と押付ローラ１３の回転方向とのずれが大きくなり、このずれに起因するフリクションが押付ローラ１３とディスクとの間に作用し、伝達効率の低下や変速時に押付ローラ１３を移動させるのに必要なエネルギーの増大を招くからである。

【0023】

このため、寸法バラツキ等でずれが生じた場合には、図３Ｂに示すように押付ローラ１３が揺動して押付ローラ１３の回転軸１３ｓが、押付ローラ１３が接触するディスクの回転中心（本実施形態では出力軸１４の中心）を向くようにし、上記接触部におけるディスクの周速の方向と押付ローラ１３の回転方向とのずれが解消されるようにするのが好適である。

【0024】

さらに、そのようなずれが解消される押付ローラ１３の位置は押付ローラ１３が接触するディスクの周方向に沿って複数存在し、例えば、図３Ｃに示すような軸連結線Ｏから大きくずれた位置においてもディスクの周速の方向と押付ローラ１３の回転方向とのずれが解消する。しかしながら、押付ローラ１３が軸連結線Ｏから離れれば離れるほど、接触部におけるプライマリディスク１１の周速の方向とセカンダリディスク１２の周速の方向とのずれが大きくなり、スリップ率の増大、ひいては伝達効率の低下を招く。

【0025】

このため、押付ローラ１３が揺動するように構成するにあたっては、押付ローラ１３が揺動しても押付ローラ１３の軸連結線Ｏからのずれが増大しないよう、押付ローラ１３の軸連結線Ｏから離れる方向の変位を規制する構造を採用するのが好適である。

【0026】

本実施形態では、以上の点に鑑み、以下のようなローラ支持構造を採用した。

【0027】

図４は、ローラ支持構造を、入力軸１０及び出力軸１４の略軸方向からみた図である。また、図５は、ローラ支持枠２２を押付ローラ１３の略回転軸方向からみた図である。理解を容易にするために、図５は、図中手前に配置されるトラニオン２３は省略されている。

【0028】

ローラ支持枠２２は、内側に押付ローラ１３を収容する空間を有する矩形の枠であり、側面には押付ローラ１３の回転軸１３ｓが支持されている。ローラ支持枠２２は、押付ローラ１３とセカンダリディスク１２との接触位置よりもプライマリディスク１１とセカンダリディスク１２との重合が開始する位置側（以下、ディスク重合開始側）の端部が、ディスク面に直交する方向に延びるピン２５を介してトラニオン２３に連結されている。

【0029】

トラニオン２３は、ディスク面に平行に配置される板状部材である。トラニオン２３は、プライマリディスク１１とセカンダリディスク１２との重合が終了する位置側（以下、ディスク重合終了側）の端面２３ａ、及び、ディスク重合終了側のディスク面に対向する面２３ｂにおいて、必要に応じて図６に示すようにシム３３ａ、３３ｂを介装した状態で、トラニオン保持部２６にボルトによって連結されている。

【0030】

トラニオン保持部２６は、軸連結線Ｏに対して平行に配置されるガイド軸２７に軸方向に摺動可能、かつ、ガイド軸２７を中心に回動可能に支持されている。これにより、トラニオン２３が、軸連結線Ｏに沿って移動可能、かつ、ディスク面に近づく方向に移動可能になっている。

【0031】

トラニオン２３の中央には、ローラ支持枠２２の外形よりも大きな中央開口２３ｃが形成されており、中央開口２３ｃにはローラ支持枠２２が収容される。中央開口２３ｃがローラ支持枠２２の外形よりも大きいので、ローラ支持枠２２と中央開口２３ｃの内壁との間には隙間が形成され、ローラ支持枠２２がピン２５を中心に揺動することが許容される。

【0032】

また、中央開口２３ｃのディスク重合終了側の幅が、他の部位よりも狭くなっている。これにより、ローラ支持枠２２の揺動角度が所定の揺動角度に達すると、ローラ支持枠２２の重合終了位置側の角部が中央開口２３ｃのディスク重合終了側の内壁２３ｓと接触し、ローラ支持枠２２の揺動角度が所定の揺動角度を超えて大きくなるのが規制される。すなわち、中央開口２３ｃの重合終了位置側の内壁２３ｓは、ローラ支持枠２２の最大揺動角度を規制するストッパとして機能する。

【0033】

また、トラニオン２３には、軸連結線Ｏに沿って延びる側方開口２３ｄが中央開口２３ｃの両側に形成されており、トラニオン２３が軸連結線Ｏに沿って移動してもトラニオン２３と入力軸１０及び出力軸１４とが干渉しないようになっている。

【0034】

トラニオン２３のディスク重合開始側の端部には押付力受け部２３ｅが連結されている。押付力受け部２３ｅにはアーム２８が接触している。押付機構２４からアーム２８の一端に押付力を作用させると、アーム２８がヒンジピン２９を中心として回動し、アーム２８からトラニオン２３の押付力受け部２３ｅに力が作用し、トラニオン２３及びローラ支持枠２２を介して押付ローラ１３に押付力が作用する。これにより、押付ローラ１３がプライマリディスク１１及びセカンダリディスク１２に押し付けられる。

【0035】

このように、本実施形態においては、押付ローラ１３がプライマリディスク１１及びセカンダリディスク１２に接触する位置よりもディスク重合開始側においてディスク面に直交するピン２５を中心としてローラ支持枠２２を揺動可能にトラニオン２３に支持するようにした。これにより、寸法バラツキ等で押付ローラ１３の回転軸１３ｓが軸連結線Ｏからずれていても、押付ローラ１３が揺動して押付ローラ１３の回転軸１３ｓがセカンダリディスク１２の回転中心を向き、接触部におけるセカンダリディスク１２の周速の方向と押付ローラ１３の回転方向とのずれが解消される。

【0036】

したがって、上記ずれに起因するフリクションがセカンダリディスク１２と押付ローラ１３との間に作用することによる、伝達効率の低下や変速時に押付ローラ１３を移動させるのに必要なエネルギーの増大を抑えることができる（請求項１に対応する効果）。

【0037】

また、押付ローラ１３は、ピン２５を中心として揺動するので、押付ローラ１３の回転軸１３ｓと軸連結線Ｏとの距離は、揺動前後で略一定に保たれる。これにより、押付ローラ１３の回転軸１３ｓと軸連結線Ｏとの距離が増大することによる接触部におけるプライマリディスク１１の周速の方向とセカンダリディスク１２の周速の方向のずれの増大が抑えられ、スリップ率の増大、ひいては伝達効率の低下が抑えられる（請求項１に対応する効果）。

【0038】

また、押付ローラ１３の揺動角度は、変速によって押付ローラ１３が移動する際に変化する。このとき押付ローラ１３の揺動角度が大きいと、揺動方向が反転される時に押付ローラ１３が大きく振れ、押付ローラ１３の動きが不安定化する可能性がある。

【0039】

しかしながら、本実施形態では、中央開口２３ｃのディスク重合終了側の内壁２３ｓをストッパとして機能させ、押付ローラ１３を支持するローラ支持枠２２の最大揺動角度を規制するようにした。これにより、押付ローラ１３の動きが不安定化するのを防止することができる（請求項２に対応する効果）。

【0040】

また、トラニオン２３とトラニオン保持部２６とは、トラニオン２３のディスク重合終了側の端面２３ａ、及び、ディスク面に対向する面２３ｂにおいて必要に応じてシム３３ａ、３３ｂを介装した状態で連結される。

【0041】

したがって、トラニオン２３のディスク重合終了側の端面２３ａに配置されるシム３３ａの有無及びシム３３ａの厚さを変更することにより、押付ローラ１３の回転軸１３ｓと軸連結線Ｏとのずれを小さくし、当該ずれに起因するフリクションが押付ローラ１３とディスク面との間に作用することによる、伝達効率の低下や変速時に押付ローラ１３を移動させるのに必要なエネルギーの増大をさらに抑えることができる（請求項３に対応する効果）。

【0042】

また、ディスク面に対向する面２３ｂに配置されるシム３３ｂの有無及びシム３３ｂの厚さを変更することにより、押付ローラ１３とディスク面との距離が設計値となるように調整することができ、押付機構２４によって押付力を作用させたときに押付ローラ１３からディスク面に作用する力を最適化することができる（請求項４に対応する効果）。

【0043】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0044】

例えば、上記実施形態では、トラニオン２３がガイド軸２７を中心に回動することでトラニオン２３がプライマリディスク１１及びセカンダリディスク１２に近づく構成であるが、特許文献１のように、トラニオン２３がディスク面に対して直交する方向に移動する構成であってもよい。

【符号の説明】

【0045】

３ マルチディスク変速機
１０ 入力軸
１１ プライマリディスク
１２ セカンダリディスク
１３ 押付ローラ
１３ｓ 回転軸
１４ 出力軸
２２ ローラ支持枠（ローラ支持部）
２３ トラニオン
２３ｓ 内壁（ストッパ）
２４ 押付機構
２５ 揺動軸
２６ トラニオン保持部
３３ａ シム
３３ｂ シム
３０ 変速アクチュエータ
Ｏ 軸連結線

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】